WO2012132773A1

WO2012132773A1 - 真空吸着式サポート治具、これを用いた板状ワークの加工方法および加工体

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Publication number: WO2012132773A1
Application number: PCT/JP2012/055573
Authority: WO
Inventors: 淳史菅井; 大介小椋; 優松永; 太田　高裕; 知赤間
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2012-10-04
Also published as: JP2012213836A; JP5766485B2

Abstract

　簡素で安価な構成により、湾曲成形された薄肉な板状ワークの湾曲内面側にポケット部形成等の減肉加工を容易に施工可能にし、生産性を向上させて加工体のコストダウンを図る。真空吸着式サポート治具（１）は、曲面状かつ剛性を有する吸着面（１５）と、この吸着面（１５）の各部に開設された出没孔（１６）（吸着部）と、出没孔（１６）に負圧を付与する真空ポンプ（１２）（負圧付与手段）とを具備し、湾曲成形された板状ワーク（Ｗ）を吸着面（１５）に真空吸着させて該板状ワーク（Ｗ）の湾曲内面側に減肉加工を可能にする。吸着面（１５）に真空吸着される前の板状ワーク（Ｗ）は、まず出没孔（１６）から突出する複数の吸引管（２１）に吸着保持され、これらの吸引管（２１）が出没孔（１６）の中に引っ込むことにより、吸着面（１５）に引き寄せられ、出没孔（１６）に付与される負圧により吸着面（１５）に真空吸着される。

Description

真空吸着式サポート治具、これを用いた板状ワークの加工方法および加工体

　本発明は、真空吸着式サポート治具、これを用いた板状ワークの加工方法および加工体に関するものである。

　民間航空機の胴体部に適用される外板等には軽量なアルミニウム合金板等が用いられており、さらなる軽量化のためにポケット部加工（減肉加工）が施される場合が多い。ポケット部加工とは、外板の内面に、機械切削またはケミカルミーリング（エッチング加工）によって多数のポケット部（凹部）を形成し、板厚を薄くするものである。しかし、ケミカルミーリングは、加工時間が長く、コストが嵩む上に、ポケット部として削除されたアルミニウム合金が薬液に溶解されて大量の廃液となり、この廃液はリサイクルができないため、昨今の環境規制により適用が困難になりつつある。したがって、機械切削により効率良くポケット部を加工することのできる板状ワークの加工方法が模索されてきた。

　ところで、航空機の胴体等を構成する外板は湾曲成形されているが、その湾曲が単曲面であれば、外板となる板状ワークを先に湾曲成形し、次にこの板状ワークを一旦平坦に展開して保持し、機械切削により効率良くポケット部を加工することができる。しかし、複合曲面を有する板状ワークは、湾曲成形された後で平坦に展開することが困難であるため、湾曲した形状のままでポケット部を加工する必要がある。板状ワークに先にポケット部を加工してから複合曲面状に湾曲成形するのは、板厚が不均一になるため困難である。

　湾曲成形された薄肉な板状ワークに、ケミカルミーリング以外の加工方法でポケット部を形成する方法としては、機械切削加工や、ショットブラスト加工等が考えられるが、いずれにしても、ポケット部の加工時に板状ワークを裏面側から何らかの方法で確実に保持してやらないと、板状ワークが振動して正確且つ滑らかな切削加工が行えなくなる。特に機械切削加工による場合は、切削工具の回転に板状ワークが共振してしまう、所謂びびりと呼ばれる振動現象が起こり、高い精度での加工が妨げられるとともに、高速切削が困難になるため、生産性が低下する原因となっていた。

　従来、湾曲成形された板状ワークに、機械切削によりポケット部を後加工する方法として、例えば特許文献１に開示されている機械加工装置を用いる方法があった。これは、湾曲成形された板状ワークにポケット部加工を施すために、板状ワークの加工面に機械切削工具をあてがうと同時に、その真裏側に保持部材をあてがい、薄い板状ワークの共振や変形を阻止しながら三次元的にポケット部加工を行うものである。

　また、特許文献２の図１２等に開示されているような、先端に真空カップを有して空気圧等により伸縮する吸引管（ポゴロッド）を利用することも考えられる。この場合は、吸引管を板状ワークの形状に合わせて多数配列し、各々の吸引管の長さを板状ワークの湾曲形状に合わせてＮＣ制御することにより、湾曲形状板状ワークを安定的に保持する。

特表２００７－５０８９５２号公報特表２０００－５０６８１５号公報

　しかしながら、特許文献１に開示されているポケット部加工方法では、機械切削工具と保持部材とを巨大な板状ワークの形状に沿って三次元的に移動させなければならないため、ポケット部加工装置が非常に大型かつ複雑で高価なものとなり、しかも機械切削工具としてはピンポイント状に切削加工するボールエンドミルを用いなければならないため、加工効率が低い（加工時間が長い）ものであり、実用的ではなかった。

　また、特許文献２に開示されている吸引管を多数用いて複合曲面状に湾曲成形された板状ワークを保持しても、各吸引管の間の部分においては板状ワークが支持されていないことになるため、この部分に機械切削工具を当てた際に板状ワークが共振するという問題を根本的に解決することができなかった。

　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡素で安価な構成により、湾曲成形された薄肉な板状ワークの湾曲内面側にポケット部形成等の減肉加工を容易に施工可能にし、生産性を向上させて加工体のコストダウンを図ることのできる真空吸着式サポート治具、これを用いた板状ワークの加工方法および加工体を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
　即ち、本発明の第１の態様に係る真空吸着式サポート治具は、曲面状かつ剛性を有する吸着面と、前記吸着面の各部に開設された吸着部と、前記吸着部に負圧を付与する負圧付与手段とを具備し、湾曲成形された板状ワークを前記吸着面に真空吸着させて該板状ワークの湾曲内面側に減肉加工を可能にする。

　上記構成によれば、吸着面の各部に開設された吸着部に負圧付与手段から負圧を付与されることにより、板状ワークが吸着面に吸着されて完全に密着する。板状ワークは、その湾曲外面側が吸着面に密着して浮き上がることがないため、湾曲内面側に機械切削加工によりポケット部加工等の減肉加工を施す際に、切削工具の回転振動に板状ワークが共振することがなく、高速で滑らかに、効率良く減肉加工を施すことができる。ショットブラスト加工による場合も同様に、板状ワークの動きが無いことから容易に加工することができる。

　また、本発明の第２の態様に係る真空吸着式サポート治具は、前記第１の態様に係る真空吸着式サポート治具において、前記吸着面に形成された複数の出没孔から出没する複数の吸引管をさらに具備し、これらの吸引管は、その先端位置を独立的にＮＣ制御可能であるとともに、負圧が付与され、前記吸着面に真空吸着される前の前記板状ワークを吸着した後、前記出没孔の中に引っ込むことにより、吸着した前記板状ワークを前記吸着面側に引き寄せて、前記板状ワークを前記吸着部の負圧により前記吸着面に真空吸着させる。

　上記構成によれば、複数の吸引管の先端部の位置を、湾曲成形された板状ワークの形状に合わせてＮＣ制御し、この状態で板状ワークに吸着させることにより、吸着面に真空吸着される前の板状ワークを変形させることなく安定的に吸着保持することができる。そして、このように板状ワークを安定的に保持したまま、複数の吸引管が出没孔の中に引っ込むと、同時に板状ワークが吸着面側に引き寄せられて吸着面に真空吸着される。これにより、板状ワークの変形を防止するだけでなく、その形状のバラつきに拘わらず、素早く真空吸着式サポート治具の吸着面に真空吸着させることができ、生産性を向上させることができる。

　また、本発明の第３の態様に係る真空吸着式サポート治具は、前記第２の態様に係る真空吸着式サポート治具において、前記出没孔は前記吸着部である。

　上記構成によれば、複数の吸引管を出没させる出没孔が、吸引管の没入後はそのまま吸着部として機能するため、真空吸着式サポート治具の構成を簡素で安価なものにすることができる。

　また、本発明の第４の態様に係る板状ワークの加工方法は、前記第１から第３のいずれかの態様に係る真空吸着式サポート治具を用いて、前記吸着面に前記板状ワークを真空吸着させ、この板状ワークを減肉加工装置に位置決めする位置決め工程と、前記減肉加工装置により前記板状ワークに減肉加工を施す減肉加工工程とを有する。

　上記加工方法によれば、位置決め工程において板状ワークの湾曲外面側が真空吸着式サポート治具の吸着面に完全に密着するため、板状ワークを確実に位置決めするとともに、板状ワークの浮き上がりを防止できるため、減肉加工工程において板状ワークの湾曲内面側にポケット部加工等の減肉加工を施す際に、板状ワークを振動せることなく、正確且つ滑らかな加工を行うことができる。

　また、本発明の第５の態様に係る板状ワークの加工方法は、前記第２の態様に係る真空吸着式サポート治具を用いて、前記吸着面に前記板状ワークを真空吸着させ、この板状ワークを減肉加工装置に位置決めする位置決め工程と、前記減肉加工装置により前記板状ワークに減肉加工を施す減肉加工工程とを有し、前記位置決め工程においては、前記吸引管に前記板状ワークを吸着させた後、前記吸引管を前記出没孔の中に没入させることにより、吸着した前記板状ワークを前記吸着面側に引き寄せて、前記板状ワーク全体を前記吸着面に密着させる。

　上記加工方法によれば、複数の吸引管の先端部の位置を、湾曲成形された板状ワークの形状に合わせてＮＣ制御し、この状態で板状ワークに吸着させることにより、吸着面に真空吸着される前の板状ワークを変形させることなく安定的に吸着保持しながら、真空吸着式サポート治具の吸着面に密着させることができる。これにより、板状ワークの変形を防止するとともに、板状ワークの形状のバラつきに拘わらず、素早く真空吸着式サポート治具の吸着面に真空吸着させることができ、生産性を向上させることができる。

　また、本発明の第６の態様に係る板状ワークの加工方法は、前記第５の態様に係る加工方法において、前記板状ワークが長尺状である場合は、前記位置決め工程において、前記板状ワークを前記吸着面に密着させる領域の順番を、長手方向に沿う中心線付近の領域→短手方向に沿う中心線付近の領域→その他の領域、の順番とする。

　上記加工方法によれば、長尺状の板状ワークが、その中央部から外周部に向かって放射状に伸ばされるように吸着面に密着するため、板状ワークの変形や部分的な浮き上がりが防止されて吸着面への密着性が向上するとともに、吸着面へのセット作業が容易になる。しかも、過大な吸引動力が不要となるため、真空吸着式サポート治具の構成を簡素で安価なものにすることができる。

　また、本発明の第７の態様に係る板状ワークの加工方法は、前記第４から第６のいずれかの態様に係る加工方法において、前記真空吸着式サポート治具の前記吸着面の湾曲率に近似する湾曲率を有し、前記吸着面に吸着させた時の変形量が各板状ワーク固有の弾性変形範囲を超えない範囲の板状ワークであれば、前記位置決め工程において、湾曲形状の異なる複数種類の板状ワークを共通の真空吸着式サポート治具に真空吸着させる。

　上記加工方法によれば、板状ワークの湾曲形状が必ずしも真空吸着式サポート治具の吸着面の湾曲率（湾曲形状）に一致していなくても、吸着面の湾曲率に近似する湾曲率を有し、吸着面に吸着させた時の変形量が板状ワーク固有の弾性変形範囲を超えない範囲であれば、この板状ワークを吸着面に吸着させて減肉加工を施すことができる。このため、１つの真空吸着式サポート治具を、形状の近似した複数の板状ワークに共用して、真空吸着式サポート治具の種類を減らし、設備投資費用を低減させて加工体のコストダウンに貢献することができる。

　また、本発明の第８の態様に係る加工体は、前記第１から第４のいずれかの態様に係る板状ワークの加工方法によって加工される。これにより、加工体のコストダウンを図ることができる。

　以上のように、本発明に係る真空吸着式サポート治具、これを用いた板状ワークの加工方法および加工体によれば、簡素で安価な構成により、湾曲成形された薄肉な板状ワークの湾曲内面側にポケット部形成等の減肉加工を容易に効率良く施すことができる。

本発明の実施形態に係る真空吸着式サポート治具が機械切削装置に設置された状態を示す斜視図である。図１に示す真空吸着式サポート治具の斜視図である。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う真空吸着式サポート治具の縦断面図である。真空吸着式サポート治具の第１実施形態を示す縦断面図である。真空吸着式サポート治具の吸着面から吸引管が突出して板状ワークに吸着した状態を示す縦断面図である。板状ワークに吸着した吸引管が吸着面の位置まで縮んだ状態を示す縦断面図である。吸着面に開設された吸着部に負圧が付与されて板状ワークが吸着面に真空吸着された状態を示す縦断面図である。機械切削装置の切削工具により板状ワークの湾曲内周面に減肉加工が施されている状態を示す縦断面図である。真空吸着式サポート治具と、その吸着面の湾曲率に合致する湾曲率および近似する湾曲率を有する板状ワークを示す縦断面図である。真空吸着式サポート治具の第２実施形態を示す縦断面図である。

　以下に、本発明の実施形態について、図１～図９を参照しながら説明する。

［真空吸着式サポート治具の第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態に係る真空吸着式サポート治具１が機械切削装置２（減肉加工装置）に設置された状態を示す斜視図である。機械切削装置２は、例えばガントリー型（門型）の大型フライス盤であり、平坦なベッド３の両側にレール４が配置され、このレール４に沿って移動可能に、左右一対のコラム５に支えられたクロスヘッド６が設置され、クロスヘッド６に設けられたミーリングヘッド７がクロスヘッド６の長手方向に移動可能である。ミーリングヘッド７は５軸方向のＮＣ制御加工が行えるものであり、その先端に回転する切削工具８が取り付けられている。

　真空吸着式サポート治具１は、治具本体１１と、真空ポンプ１２（負圧付与手段）を備えている。治具本体１１は平面視で長方形であり、その長手方向が機械切削装置２のレール４に平行する方向でベッド３上に載置され、図示しない固定具によりベッド３に固定される。真空ポンプ１２はベッド３から離れた場所に設置され、負圧ホース１３によって治具本体１１に接続されている。治具本体１１の上面は、剛性を有する曲面状に形成された吸着面１５となっており、この吸着面１５に板状ワークＷが吸着固定される。

　図２に示すように、吸着面１５は、例えばその長手方向Ｌおよび短手方向Ｓの両方向に湾曲する凹面状の複合曲面である。また、吸着面１５の全域に亘って出没孔１６が均等な間隔で開設されている。これらの出没孔１６は、例えば吸着面１５の長手方向Ｌに沿って３列、短手方向Ｓに沿って８段、計２４箇所に形成されている。これらの出没孔１６は、後述するように真空ポンプ１２から負圧が付与されることにより、別工程で湾曲加工されてきた板状ワークＷを吸着面１５に真空吸着させて保持させる吸着部として機能するものである。吸着面１５に真空吸着された板状ワークＷには、機械切削装置２の切削工具８により、その湾曲内面側にポケット部（非図示）の切削加工といった減肉加工が施される。

　図３に示すように、治具本体１１の内部には負圧空間１８が形成され、ここに真空ポンプ１２から延びる負圧ホース１３が接続されている。また、出没孔１６は吸着面１５から垂下して負圧空間１８に連通している。このため、真空ポンプ１２が起動すると、負圧空間１８の内部の空気が吸引され、各出没孔１６に均等な負圧が付与される。上記のように吸着面１５の全域に亘って多数の出没孔１６を設ける代わりに、吸着面１５の中央部に出没孔１６を１つだけ設けるか、あるいは２４箇所よりも少数の出没孔１６を設け、この単一もしくは少数の出没孔１６から延びる吸着溝を吸着面１５の表面に沿って刻設してもよい。これにより、出没孔１６を単一もしくは少数のみ形成しても、出没孔１６に付与される負圧が上記吸着溝によって広く伝達され、吸着面１５の全面で板状ワークＷを吸着することができる。

　治具本体１１の内部（負圧空間１８）には、出没孔１６の位置に整合し、出没孔１６から出没する２４基の吸引管２１が設置されている。これらの吸引管２１は、負圧空間１８の床面に垂設されて上部が出没孔１６に下方から挿入されたシリンダ２２に差し込まれており、吸引管２１の先端に吸盤状の真空カップ２３が設けられ、シリンダ２２に供給される空気圧、液圧、電磁力等の動力により上方に延びたり、縮んだりすることができる。吸引管２１は吸着面１５よりも上方に大きく突出した突出位置２１ａまで伸びることができる。また、これらの吸引管２１は、図示しないＮＣ制御装置により、その先端位置（真空カップ２３の位置）を独立的にＮＣ制御可能である。

　各吸引管２１には、真空ポンプ１２から延びて空気シリンダ２２に繋がる負圧ホース２５が接続されて負圧が付与される。負圧ホース２５は、負圧空間１８に負圧を付与する負圧ホース１３とは独立して真空ポンプ１２から延びている。真空ポンプ１２は、負圧ホース１３と負圧ホース２５のどちらか一方にのみ選択的に負圧を付与することも、両方の負圧ホース１３，２５に同時に負圧を付与することもできる。負圧の大きさは、例えば－０．０８５ＭＰａ程度とされる。真空カップ２３の外径は出没孔１６の内径よりも充分に小さく設定されており、真空カップ２３が出没孔１６の中に没入していても出没孔１６が閉塞されないようになっている。

　図４に示すように、吸着面１５に真空吸着される前の板状ワークＷは、板状ワークＷの形状に合わせて高さをＮＣ制御され、出没孔１６から一斉に突出する吸引管２１によって図５に示すように吸着保持され、次に図６に示すように吸引管２１が一斉に出没孔１６の中に没入することにより吸着面１５側に引き寄せられて、図７に示すように出没孔１６の負圧を受けて吸着面１５に真空吸着される。

　次に、この真空吸着式サポート治具１を用いて板状ワークＷにポケット部の切削加工（減肉加工）を行う加工方法（手順）について説明する。本発明に係る加工方法は、板状ワークＷを真空吸着式サポート治具１の吸着面１５に真空吸着させ、この板状ワークＷを機械切削装置２に位置決めする位置決め工程Ａと、機械切削装置２により板状ワークＷにポケット部加工等の減肉加工を施す減肉加工工程Ｂとを有する。
を有する

［位置決め工程Ａ］（図４～図７参照）
　位置決め工程Ａでは、まず、図４に示すように、真空吸着式サポート治具１の吸着面１５に開設された出没孔１６から複数の吸引管２１を突出させ、これら各吸引管２１の先端部、即ち真空カップ２３の位置を、吸着させる板状ワークＷの湾曲形状に沿うようにＮＣ制御する。ＮＣ制御のプログラムは、板状ワークＷの湾曲形状に合わせて予め設定される。そして、板状ワークＷを、図示しない搬送装置、もしくは人力等により真空吸着式サポート治具１の上方に配置する。

　次に、図５に示すように、吸引管２１に真空ポンプ１２から負圧を付与し、吸引管２１の上端の真空カップ２３に板状ワークＷを吸着させる。この時にはまだ負圧空間１８には負圧を付与しなくてもよい。各吸引管２１の真空カップ２３は、薄い板状ワークＷを変形させない程度の均等な吸着力で板状ワークＷの湾曲外面側に吸着する。

　次に、図６に示すように、真空ポンプ１２により負圧空間１８にも負圧を付与するとともに、吸引管２１をシリンダ２２内に収縮させて出没孔１６の中に没入させ、これにより吸着した板状ワークＷを吸着面１５側に引き寄せて板状ワークＷ全体を吸着面１５に密着させる。吸着面１５に密着した板状ワークＷにより各出没孔１６が閉塞されるため、負圧空間１８に加わる負圧によって板状ワークＷが吸着面１５に真空吸着される。

　上記のように、複数の吸引管２１に吸着させた板状ワークＷを吸着面１５側に引き寄せる時において、板状ワークＷが図２に示すような長尺状である場合は、板状ワークＷを吸着面１５に密着させる領域の順番を、図２に示す長手方向Ｌに沿う中心線付近の領域→短手方向Ｓに沿う中心線付近の領域→その他の領域、の順番とするのが好ましい。具体的には、板状ワークＷの長手方向Ｌに沿う中心線付近に設けられた吸引管２１を、他の吸引管２１よりも少し早いタイミングで吸着面１５下に没入させ、次に板状ワークＷの短手方向Ｓに沿う中心線付近に設けられた吸引管２１を吸着面１５下に没入させ、最後にその他の部分に設けられた吸引管２１を吸着面１５下に没入させる。

　次に、図７に示すように、各吸引管２１への負圧供給を停止し、各吸引管２１を板状ワークＷから切り離して最も縮んだ状態にする。こうしても、板状ワークＷは負圧空間１８の負圧によって吸着面１５に真空吸着され続ける。各吸引管２１への負圧供給を停止させず、各吸引管２１を板状ワークＷに吸着させたままにしておいてもよい。

［減肉加工工程Ｂ］（図８参照）
　次に、減肉加工工程Ｂにおいて、機械切削装置２により板状ワークＷにポケット部加工等の減肉加工が施される。この時には、機械切削装置２のミーリングヘッド７に設けられた切削工具８が回転しながら板状ワークＷに押し付けられ、板状ワークＷの湾曲内面側を切削する。切削のパターンは予めＮＣ制御装置にインプットされている。減肉加工が完了すると、板状ワークＷは加工体として完成する。

　板状ワークＷが航空機の胴体部に適用される外板である場合は、減肉加工が施される前の状態であっても、その厚さは非常に薄く、この薄い板状ワークＷにさらに減肉加工が施されるため、極めて高精度な加工が必須条件となる。このため、従来では機械切削よりもケミカルミーリングが多用されてきた。

　本実施形態に係る真空吸着式サポート治具１およびこれを用いた加工方法により板状ワークＷに減肉加工を行えば、板状ワークＷの湾曲外面側が真空吸着式サポート治具１の吸着面１５に真空吸着されて全面的に完全密着し、切削加工中に板状ワークＷが吸着面１５から浮きあがることがない。このため、板状ワークＷが切削工具８の回転振動等に共振することがなく、高速で滑らかに、効率良く減肉加工を施すことができ、加工体の生産性を高めることができる。切削加工に限らず、ショットブラスト加工等によって減肉加工を施すような場合も同様に、板状ワークＷの動きが無いことから効率良く加工することができる。このため、環境規制により適用が困難でコストの嵩むケミカルミーリングに頼らずに減肉加工を行うことができる。

　さらに、板状ワークＷが長尺状である場合、位置決め工程Ａにおいて、板状ワークＷを吸着面１５に密着させる領域の順番を、長手方向に沿う中心線付近の領域→短手方向に沿う中心線付近の領域→その他の領域、の順番としたため、長尺状の板状ワークＷが、その中央部から外周部に向かって放射状に伸ばされるように吸着面１５に密着する。このため、板状ワークＷの変形や部分的な浮き上がりが防止されて吸着面１５への密着性が向上するとともに、吸着面１５へのセット作業が容易になる。しかも、過大な吸引動力が不要となるため、真空ポンプ１２を小型化して真空吸着式サポート治具１の構成を簡素で安価なものにすることができる。

　また、この真空吸着式サポート治具１では、吸着面１５に形成された複数の出没孔１６から出没する複数の吸引管２１が板状ワークＷを吸着したままの状態で出没孔１６の中に引っ込むことにより、吸引管２１に吸着された板状ワークＷが吸着面１５側に引き寄せられて吸着面１５に真空吸着される。このため、吸着面１５に真空吸着される前の板状ワークＷを変形させることなく安定的に吸着保持して吸着面１５上に位置決めすることができる。

　これにより、薄肉な板状ワークＷの変形を防止できるだけでなく、板状ワークＷの形状のバラつきに拘わらず、素早く吸着面１５に真空吸着させることができ、加工体としての生産性を向上させることができる。複数の吸引管２１の先端部（真空カップ２３）の位置は、湾曲成形された板状ワークＷの形状に合わせてＮＣ制御することができるため、吸着面１５に真空吸着される前の板状ワークＷを変形させることなく安定的に保持することができる。

　吸着面１５に開設された複数の出没孔１６が、吸引管２１を出没させるだけでなく、板状ワークＷを吸着面１５に真空吸着させるための吸着部として機能するため、真空吸着式サポート治具１の構成を簡素で安価なものにすることができる。

　ところで、真空吸着式サポート治具１の吸着面１５に真空吸着できるのは必ずしも吸着面１５の湾曲率に完全に合致する湾曲率を持った板状ワークＷのみとは限らない。図９に示すように、吸着面１５の湾曲率Ｒに合致する湾曲率を有する板状ワークＷに対して、湾曲率Ｒに近似する湾曲率Ｒａ（Ｒａ＜Ｒ）を有する板状ワークＷａ、または湾曲率Ｒｂ（Ｒｂ＞Ｒ）を有する板状ワークＷｂであっても、その吸着面１５に吸着させた時の変形量が各板状ワークＷａまたはＷｂの固有の弾性変形範囲を超えない範囲であれば、これらの板状ワークＷａ，Ｗｂを真空吸着式サポート治具１に真空吸着させてもよく、真空吸着式サポート治具１を各板状ワークＷ，Ｗａ，Ｗｂに共通に適用することができる。

　板状ワークＷａ，Ｗｂの湾曲率Ｒａ，Ｒｂとして許容できるか否かを判定する方法としては、諸々の条件にもよるが、湾曲率Ｒａ，Ｒｂが吸着面１５の湾曲率Ｒに変形（矯正）された時における板状ワークＷａ，Ｗｂに加わる曲げ応力をσとし、板状ワークＷａ，Ｗｂの座屈応力をσａとした場合に、曲げ応力σに対する座屈応力σａの割合（σ／σａ）が２０％未満であれば許容可能、２０％以上９０％未満であれば要検討、９０％以上であれば不可というように設定することができる。

　上記加工方法によれば、板状ワークＷａ，Ｗｂの湾曲形状が必ずしも真空吸着式サポート治具１の吸着面１５の湾曲率Ｒ（湾曲形状）に一致していなくても、その弾性変形範囲を超えない範囲で吸着面１５に真空吸着させることができれば、そのまま減肉加工を施すことができる。このため、１つの真空吸着式サポート治具１を、形状の近似した複数の板状ワークＷ，Ｗａ，Ｗｂに共用させて、真空吸着式サポート治具１の種類を減らし、設備投資費用を節減させて加工体のコストダウンに貢献することができる。

［真空吸着式サポート治具の第２実施形態］
　図１０は、本発明の第２実施形態に係る真空吸着式サポート治具３１を示す縦断面図である。この真空吸着式サポート治具３１において、第１実施形態に係る真空吸着式サポート治具１と同一構成の部分には同一符号を付して説明を省略する。

　この真空吸着式サポート治具３１では、板状ワークＷを吸着面１５に真空吸着させるために、複数の吸引管２１の吸引力のみを用いている。つまり、真空ポンプ１２の負圧は負圧ホース２５によって各吸引管２１のみに付与されている。そして、各吸引管２１は、前述の位置決め工程Ａにおいて、吸着面１５に真空吸着される前の板状ワークＷに吸着し、その状態で出没孔１６内に没入することによって板状ワークＷを吸着面１５に引き寄せる。そして、そのまま板状ワークＷから離脱することなく、板状ワークＷを吸着面１５側に引き寄せ続け、位置決めしながら保持する。この状態で機械切削装置２のミーリングヘッド７に設けられた切削工具８により板状ワークＷに減肉加工が施される。

　上記構成によれば、吸引管２１により、板状ワークＷを吸着面１５上に引き寄せて位置決めするとともに、板状ワークＷを吸着面１５上に真空吸着して固定することができるため、真空吸着式サポート治具３１の構成を簡素化するとともに、真空ポンプ１２の動力を小さくして省エネルギ化することができる。

　本発明の権利範囲は、上記第１実施形態および第２実施形態の構成のみに限定されることはなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で多様な変更を加えることができる。例えば、吸着面１５および板状ワークＷの湾曲形状は、必ずしも複合曲面でなくてもよく、単曲面であってもよい。また、吸着面１５上における出没孔１６や吸引管２１の配置レイアウトおよび数量等は任意に設定することができる。

　さらに、上記実施形態では、真空吸着式サポート治具１の治具本体１１が、機械切削装置２のベッド３上に水平に設置されているが、水平に限らず、縦置きや傾斜した姿勢で配置してもよい。こうすることにより、板状ワークＷの切削加工時に発生する切り粉の回収を容易にすることができる。

１，３１　真空吸着式サポート治具
２　機械切削装置
１１　治具本体
１２　真空ポンプ（負圧付与手段）
１３，２５　負圧ホース
１５　吸着面
１６　出没孔（吸着部）
１８　負圧空間
２１　吸引管
２３　真空カップ
Ａ　位置決め工程
Ｂ　減肉加工工程
Ｌ　板状ワークの長手方向
Ｓ　板状ワークの短手方向
Ｒ　吸着面の湾曲率
Ｒａ，Ｒｂ　吸着面の湾曲率に近似する湾曲率
Ｗ　板状ワーク（加工体）

Claims

　曲面状かつ剛性を有する吸着面と、
　前記吸着面の各部に開設された吸着部と、
　前記吸着部に負圧を付与する負圧付与手段と、
を具備し、
　湾曲成形された板状ワークを前記吸着面に真空吸着させて該板状ワークの湾曲内面側に減肉加工を可能にする真空吸着式サポート治具。
　前記吸着面に形成された複数の出没孔から出没する複数の吸引管をさらに具備し、これらの吸引管は、その先端位置を独立的にＮＣ制御可能であるとともに、負圧が付与され、前記吸着面に真空吸着される前の前記板状ワークを吸着した後、前記出没孔の中に引っ込むことにより、吸着した前記板状ワークを前記吸着面側に引き寄せて、前記板状ワークを前記吸着部の負圧により前記吸着面に真空吸着させる請求項１に記載の真空吸着式サポート治具。
　前記出没孔は前記吸着部である請求項２に記載の真空吸着式サポート治具。
　請求項１に記載の真空吸着式サポート治具を用いた板状ワークの加工方法であって、
　前記吸着面に前記板状ワークを真空吸着させ、この板状ワークを減肉加工装置に位置決めする位置決め工程と、
　前記減肉加工装置により前記板状ワークに減肉加工を施す減肉加工工程と、
を有する板状ワークの加工方法。
　請求項２に記載の真空吸着式サポート治具を用いた板状ワークの加工方法であって、
　前記吸着面に前記板状ワークを真空吸着させ、この板状ワークを減肉加工装置に位置決めする位置決め工程と、
　前記減肉加工装置により前記板状ワークに減肉加工を施す減肉加工工程と、
を有し、
　前記位置決め工程においては、前記吸引管に前記板状ワークを吸着させた後、前記吸引管を前記出没孔の中に没入させることにより、吸着した前記板状ワークを前記吸着面側に引き寄せて、前記板状ワーク全体を前記吸着面に密着させる板状ワークの加工方法。
　前記板状ワークが長尺状である場合は、前記位置決め工程において、前記板状ワークを前記吸着面に密着させる領域の順番を、長手方向に沿う中心線付近の領域→短手方向に沿う中心線付近の領域→その他の領域、の順番とした請求項５に記載の板状ワークの加工方法。
　前記真空吸着式サポート治具の前記吸着面の湾曲率に近似する湾曲率を有し、前記吸着面に吸着させた時の変形量が各板状ワーク固有の弾性変形範囲を超えない範囲の板状ワークであれば、前記位置決め工程において、湾曲形状の異なる複数種類の板状ワークを共通の真空吸着式サポート治具に真空吸着させる請求項４から６のいずれかに記載の板状ワークの加工方法。
　請求項４から７のいずれかに記載の板状ワークの加工方法によって加工された加工体。